(57)【要約】【課題】ブッシュ内に生じる応力を、低い周波数において正確に検出する。【解決手段】ブッシュ１内に配置された圧電素子５にはコンデンサ８が並列に接続される。スイッチング手段９の非導通期間においては、圧電素子５に印加された応力によって生起した電荷がコンデンサ８に充電される。そしてスイッチング手段９の導通期間においては、アンプ１０を介してＥＣＵ１２によって、圧電素子５の両端電圧が測定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブッシュ内に生じる応力を測定するためのブッシュ内応力測定装置であって、
前記ブッシュ内に配置された圧電素子と、
電圧測定手段と、
前記電圧測定手段と前記圧電素子とを間欠的に接続するスイッチング手段と
を備えるブッシュ内応力測定装置。
【請求項２】
前記スイッチング手段による導通期間は非導通期間よりも短い、請求項１記載のブッシュ内応力測定装置。
【請求項３】
前記スイッチング手段に対して同じ側で前記圧電素子と並列に接続されるコンデンサを更に備える、請求項１又は請求項２記載のブッシュ内応力測定装置。
【請求項４】
前記非導通期間は、前記コンデンサの充電時定数よりも長い、請求項３記載のブッシュ内応力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のシャーシ等に設けられるブッシュ内に生じる応力を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のシャーシ等に設けられるブッシュ内に圧電素子を配設し、圧電素子に作用する応力に応じて圧電素子から出力される電圧を検出することによって、ブッシュ内の圧力が測定可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、圧電素子が蓄え得る電荷量は小さい。よって、圧電素子が発生する電荷に基づく電圧を測定するための電圧測定手段の入力インピーダンスが十分に高くなければ、当該電圧を、ひいては応力を正確に測定することはできない。これは応力の変化が遅く、従って両端電圧の周波数が低い程、顕著に悪化する。
【０００４】
そこで本発明は、低周波の応力に追随した電圧を測定可能な技術を提供し、以て低周波での応力の測定という課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段は、ブッシュ内に生じる応力を測定するためのブッシュ内応力測定装置であって、前記ブッシュ内に配置された圧電素子と、電圧測定手段と、前記電圧測定手段と前記圧電素子とを間欠的に接続するスイッチング手段とを備える。
【０００６】
前記スイッチング手段による導通期間は非導通期間よりも短いことが望ましい。
【０００７】
また前記圧電素子と並列に接続されるコンデンサを更に備えることが望ましい。この場合、非導通期間は、前記コンデンサの充電時定数よりも長いことが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかるブッシュ内応力測定装置によれば、スイッチング手段をオンオフして電圧測定を間欠的に行うことにより、圧電素子が発生する電荷の消費を抑制する。
【０００９】
また、導通期間を非導通期間よりも短くすることにより、電荷の消費がより低減される。
【００１０】
更に、圧電素子に並列に接続されたコンデンサには非導通期間において圧電素子から充電されるので、測定すべき電圧が下がり、放電時定数が大きくなる。そしてコンデンサの充電時定数よりも長く非導通期間を設定することにより、圧電素子に生起された電荷が正確に反映される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明のブッシュ内応力測定装置の主要部の構成を示す回路図である。後述するようにブッシュ内に設けられた圧電素子５は、配線７を介してスイッチング手段９に接続されている。スイッチング手段９はスイッチ９ａ，９ｂを有しており、それぞれ圧電素子５の一端及び他端をアンプ１０の一対の入力端へと導通／非導通させる機能を有している。アンプ１０の出力は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２へと伝達され、ここで圧電素子の両端の電圧が測定される。即ちスイッチング手段９により、ＥＣＵ１２と圧電素子５とは間欠的に接続される。
【００１２】
スイッチング手段９の動作はＥＣＵ１２からのスイッチング指令１１によって制御される。ここではスイッチング手段９はスイッチ９ａ，９ｂの一対が設けられている場合を示したが、スイッチ９ａ，９ｂのいずれか一方のみを短絡させる態様に省略してもよい。また必ずしもスイッチ９ａ，９ｂの両者の導通／非導通のパターンは一致する必要はなく、両者の導通期間が重複する期間が存在すればよい。以下では簡単のため、スイッチ９ａ，９ｂの両者の導通期間が重複する期間をスイッチング手段９の導通期間と呼び、それ以外の期間を非導通期間と呼ぶ。
【００１３】
アンプ１０の出力はＥＣＵ１２へと与えられる。よって非導通期間においては圧電素子５の両端電圧は測定されず、導通期間においてのみ圧電素子５の両端電圧が測定される。
【００１４】
スイッチング手段９の導通／非導通により、電圧測定が間欠的に行われるので、圧電素子５が発生する電荷を消費することが抑制される。よって応力の変化が緩慢で、即ち応力の周波数が低い場合にも、圧電素子の両端電圧を正確に測定することができ、以て低周波での応力の測定が可能となる。
【００１５】
導通期間を非導通期間よりも短くすることにより、電荷の消費をより低減することができる。例えば導通期間を非導通期間の１／１０程度にする。より具体的には１ミリ秒毎に１マイクロ秒だけ導通する。かかる導通／非導通は、スイッチ９ａ，９ｂにＦＥＴ（電界効果トランジスタ）をスイッチング素子として採用することで容易に実現できる。
【００１６】
スイッチング手段９に対して同じ側で圧電素子５と並列にコンデンサ８が接続されることが望ましい。非導通期間において圧電素子５から発生した電荷によってコンデンサ８が充電されるので、測定すべき電圧が下がり、放電時定数が大きくなるからである。これにより、導通期間における、圧電素子５の両端電圧の変動を小さくすることができる。
【００１７】
図３は自動車のシャーシに設けられるブッシュ１の構造を、その延在方向に平行な断面で示す図である。また図４は図３におけるIV-IV線断面矢視図である。
【００１８】
ブッシュ１は、円形の内筒２及び外筒３と、内筒２外周面と外筒３内周面間を充填して設けられたブッシュゴム４とを備える。また、ブッシュ１内に位置した内筒２の長さ方向中間部外周面には、圧電素子５が樹脂モールド６により一体に装着されており、その配線７が外部に取り出されている。
【００１９】
従って、ブッシュ１内に生じる応力は圧電素子５をして電荷を生起せしめ、以て配線７、スイッチング手段９を介してアンプ１０へと当該電荷に基づく電圧が印加される。アンプ１０は当該電圧を増幅・検出し、ＥＣＵ１２によって当該電圧の値が伝達される。
【００２０】
図２はこの発明の動作を例示するグラフである。縦軸には圧電素子５の両端電圧ＶCを、横軸には時間ｔを、それぞれ採っている。時刻ｔ11〜ｔ12，ｔ21〜ｔ22，ｔ31〜ｔ32がスイッチング手段９の導通期間であり、それ以外が非導通期間である。ここでは応力の変化により、時刻ｔ11，ｔ21では両端電圧ＶCがそれぞれ値Ｖ1，Ｖ2を採っていたが、時刻ｔ31においては両端電圧ＶCが値Ｖ3を採るように変化した場合が示されている。このグラフで示されるように、非導通期間はコンデンサ８の充電時定数に対して長く採ることが望ましい。圧電素子５に生起された電荷を正確に反映した電圧を得るためである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の構成を例示する回路図である。
【図２】本発明の動作を示すグラフである。
【図３】ブッシュの断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面矢視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ブッシュ
５  圧電素子
８  コンデンサ
９  スイッチング手段
１０  アンプ
１１  スイッチング指令
１２  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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